命令パイプラインの問題点の一つは、実行が継続できる前に進む方向が完全に決まっていなければならないような類の命令である。具体的には、条件分岐は、どちらの分岐に進むべきかを決定する前に、先行する命令の結果を知る必要がある。たとえば、「xが5より大きければこの処理、そうでなければこの処理」といった命令は、後続の命令をフェッチしてよいかを判断する前に、x の結果を待たなければならない。簡単な4段パイプラインでは、遅延が最大3サイクルで、依然デコードを実行できる。しかし、クロック速度が向上すると、それにともなってパイプラインの段数が増え、現代のプロセッサでは20ステージ以上に達している。この場合、そうした命令が現れるたびにサイクルの大半CPUが停止してしまう。解決方法、あるいはその一つは、投機実行、別名分岐予測である。分岐のどちらに進むは、実際には片方に偏っており、単純に処理を進めて 「xはおそらく5より小さいので、こちらの処理を開始」のようにして問題ない。予測の結果が正しければ、かなりの時間が節約できる。近代的な設計はさらに複雑な予測機構を持っており、過去の分岐の結果を監視して未来の分岐方向をかなりの精度で予測する。
キャッシュの導入により、ストールの頻度やメモリ階層からのフェッチ待ちの時間を減少させることができるが、ストールを完全に排除できる訳ではない。初期の設計では、キャッシュミスがキャッシュコントローラにプロセッサを停止させ待機させるようになっていた。もちろん、その時点でプログラム内にキャッシュのデータが利用可能な別の命令が存在する可能性がある。アウトオブオーダー実行は、実行可能な命令が、以前の命令がキャッシュ待ちになっている間に（先に）処理できるようにし、すべてがプログラムされた順序で発生したかのように結果を並び替えることを可能にする。
これまで述べてきたような方法を実装すると複雑さやゲート数が増大するのだが、半導体製造技術の向上により、すぐに多くのゲートが搭載できるようになってしまう。上記に述べた方法では、プロセッサは一度に1つの命令の一部を実行する。もし複数の命令が同時に実行できれば、コンピュータのプログラムはより高速に動作するはずである。これがスーパースカラーの実現するもので、そのためにALUなどの機能ユニットを複数個搭載する。機能ユニットを複数搭載することは、シングルイシューのプロセッサのダイサイズが安定して生産できるダイサイズについていかなくなって初めて意味がある。1980年代の後半までには、スーパースケーラの設計が市場に登場し始めた。現代的な設計では、ロードユニットを二つ、ストアユニットを1つ（多くの命令はストアする結果がないため）、2つ以上の整数演算ユニットと浮動小数点ユニット、何らかのSIMDユニットがよく見られる。命令発行のロジックはメモリから膨大な命令列を読み込み、その時点でアイドルになっている実行ユニットに引き渡すため複雑さが増大する。処理の結果は最後に集められ、並べ替えられる。
命令レベルの並列化により高い性能を実現する上で障壁となるのが、分岐によるパイプラインのストールとフラッシュである。通常、条件分岐が発生するかどうかは、レジスタの演算結果に依存するためパイプラインの後段にならないと分からない。プロセッサの命令デコーダが条件分岐命令に出会った時点から、問題となるレジスタの値が読み出せるようになるまでの時間、パイプラインは数サイクル停止する可能性がある。平均的には、命令の五分の一は分岐であり、つまり高い頻度でストールが発生する。実際に分岐が行われると事態はより深刻で、パイプラインにあった以降すべての命令を廃棄する必要がある。分岐予測や投機実行などの手法が分岐によるペナルティを軽減させるために用いられる。分岐予測はハードウェアがある特定の分岐が起こるかどうかを推測する。推測により、プリフェッチ命令はレジスタの読み出しを待たなくてもよくなる。投機実行はこれを大きく発展させたもので、予測された経路のコードを、分岐が発生するかどうかがわかる前に実行してしまうものである。
1900年、バイロイトにて生まれる。レトヴィッツは元々実業家で、結婚して少なくとも4人の子供がいた。1934年から1938年まではドイツ国防軍に勤務している。国家社会主義ドイツ労働者党（NSDAP, ナチ党）には1925年9月に入党（党員番号：17607）しており、1930年の再結成の折にも同一の党員番号で復帰している。1938年、SSに入隊（隊員番号：327349）し、1941年までにSS大尉に昇進した。1938年12月半ばからマウトハウゼン強制収容所に勤務し、1940年からは郵便局に務める。1942年2月始めにはグーゼン強制収容所の看守長に就任。同年4月、ラーフェンスブリュック強制収容所の看守長兼所長副官に就任。11月20日、ダッハウ強制収容所に転勤。レトヴィッツはエーゴン・ツィルの後任たる所長直属勤務者となり、他の看守長らよりも強い権限を振るった。1944年3月中旬、ブーヘンヴァルト強制収容所に転勤する。8月以降は武装親衛隊に転属し、西部戦線で敗戦まで戦った。敗戦後の1945年11月15日、レトヴィッツを含む元ダッハウ収容所職員39名はダッハウ裁判の中で戦犯として起訴された。この裁判では1942年から1944年までダッハウ収容所にて幹部として収容者の虐待・殺害に携わったものを取り扱っており、レトヴィッツは証人らの証言に基づく40件の殺人に関与した容疑で裁かれた。12月13日、36名の被告に有罪判決が下る。レトヴィッツもその中の1人で、彼には死刑が宣告された。判決では、看守長たるレトヴィッツは他の看守らが行った過剰な懲罰に対する責任があるとされた。1946年5月29日、ランツベルク戦犯収容所にて絞首刑に処された。